Maillardovy reakce a degradace Strecker

Maillardova reakce je název daný chemickým reakcím mezi aminokyselinami a redukujícími cukry, které zakrývají potraviny při pečení, pečení, pečení a smažení. Hnědé sloučeniny jsou zodpovědné za barvu a aroma produktů, jako jsou chlebová krusta, hovězí pečeně, hranolky a pečené sušenky..

Reakce je zvýhodněna teplem (teploty mezi 140 až 165 ° C), i když se také vyskytuje při nižší rychlosti při teplotě místnosti. V roce 1912 ji popsal francouzský lékař a chemik Louis-Camille Maillard.

K zatemnění dochází bez působení enzymů, stejně jako karamelizace; proto se obě nazývají reakce neenzymatického zhnědnutí. 

Liší se však tím, že při karamelizaci se zahřívají pouze uhlohydráty, zatímco v případě Maillardovy reakce musí být přítomny také proteiny nebo aminokyseliny..

Index

• 1 Fáze reakce
• 2 Steckerova degradace
• 3 Faktory ovlivňující reakci
  • 3.1 Povaha aminokyselin a sacharidů ze suroviny
  • 3.2 Teplota
  • 3.3 Zvýšení pH zvyšuje intenzitu
  • 3.4 Vlhkost
  • 3.5 Přítomnost kovů
• 4 Negativní účinky
• 5 Potraviny s organoleptickými vlastnostmi produktu Maillardovy reakce
• 6 Odkazy

Fáze reakce

Ačkoli se zdá být snadné dosáhnout zlaté barvy v potravinách kuchařskými technikami, chemie zapojená do Maillardovy reakce je velmi složitá. V roce 1953 John Hodge publikoval schéma reakce, která je stále všeobecně přijímána.

V prvním kroku se redukující cukr, jako je glukóza, kondenzuje se sloučeninou obsahující volnou aminoskupinu, jako je aminokyselina, za vzniku adičního produktu, který se transformuje na N-substituovaný glykosylamin..

Po molekulárním uspořádání zvaném Amadoriho přeuspořádání se získá molekula typu 1-amino-deoxy-2-ketosy (také nazývaná Amadoriho sloučenina)..

Po vytvoření této sloučeniny jsou možné dvě reakční cesty:

- Může existovat štěpení nebo rozpad molekul v karbonylových sloučeninách, které nejsou přítomny v dusíku, jako je acetol, pyruvaldehyd, diacetyl..

- Je možné, že dochází k intenzivní dehydrataci, která vede ke vzniku látek, jako je furfural a dehydrofurfural. Tyto látky se vyrábějí zahříváním a rozkladem sacharidů. Některé mají mírně hořkou chuť a aroma spáleného cukru.

Stecker degradace

Existuje třetí způsob reakce: degradace Strecker. To spočívá v mírné dehydrataci, která generuje redukující látky.

Když tyto látky reagují s nezměněnými aminokyselinami, transformují se na aldehydy typické pro příslušné aminokyseliny. Tato reakce produkuje produkty, jako je pyrazin, který dodává bramborovým lupínkům charakteristické aroma.

Když aminokyselina zasáhne do těchto procesů, molekula je z nutričního hlediska ztracena. To je důležité zejména v případě esenciálních aminokyselin, jako je lysin.

Faktory ovlivňující reakci

Povaha aminokyselin a sacharidů ze suroviny

Ve volném stavu mají téměř všechny aminokyseliny jednotné chování. Ukázalo se však, že mezi aminokyselinami obsaženými v polypeptidovém řetězci mají bazické - zejména lysin - vysokou reaktivitu.

Typ aminokyseliny, která je součástí reakce, určuje výslednou chuť. Cukry musí být reduktivní (to znamená, že musí mít volnou karbonylovou skupinu a reagovat jako donory elektronů).

U sacharidů bylo zjištěno, že pentózy jsou reaktivnější než hexózy. To znamená, že glukóza je méně reaktivní než fruktóza a naopak manóza. Tyto tři hexózy patří mezi nejméně reaktivní; následované pentózou, arabinózou, xylózou a ribózou v rostoucím pořadí reaktivity. 

Disacharidy, jako je laktóza nebo maltóza, jsou ještě méně reaktivní než hexózy. Sacharóza, protože nemá volnou redukční funkci, nezasahuje do reakce; dělá to pouze tehdy, je-li přítomen v kyselém jídle a je pak hydrolyzován v glukóze a fruktóze.

Teplota

Reakce se může vyvinout během skladování při pokojové teplotě. Z tohoto důvodu se má za to, že teplo není nepostradatelnou podmínkou pro to, aby k němu došlo; vysoké teploty ji však urychlují.

Z tohoto důvodu dochází k reakci zejména při vaření, pasterizaci, sterilizaci a dehydrataci.

Při zvyšování pH se intenzita zvyšuje

Pokud se hodnota pH zvýší, tak i intenzita reakce. Nicméně pH mezi 6 a 8 je považováno za nejvýhodnější.

Snížení pH umožňuje zmírnit zhnědnutí během dehydratace, ale nepříznivě modifikuje organoleptické vlastnosti.

Vlhkost

Rychlost Maillardovy reakce představuje maximum mezi 0,55 a 0,75, pokud jde o aktivitu vody. Proto jsou dehydrované potraviny nejstabilnější za předpokladu, že jsou chráněny před vlhkostí a při mírné teplotě.

Přítomnost kovů

Některé kovové kationty ho katalyzují, například Cu⁺² a víra⁺³. Jiní jako Mn⁺² a Sn⁺² inhibují reakci.

Negativní účinky

Ačkoliv reakce je obecně považována za žádoucí během vaření, představuje nevýhodu z hlediska výživy. Pokud jsou potraviny s nízkým obsahem vody a přítomností redukujících cukrů a bílkovin (např. Obilovin nebo sušeného mléka) zahřívány, vede Maillardova reakce ke ztrátě aminokyselin..

Nejvíce reaktivní v sestupném pořadí jsou lysin, arginin, tryptofan a histidin. V těchto případech je důležité oddálit nástup reakce. S výjimkou argininu jsou další tři esenciální aminokyseliny; to znamená, že musí být přispěni krmením.

Pokud se v důsledku Maillardovy reakce zjistí, že velký počet aminokyselin proteinu je vázán na zbytky cukru, aminokyseliny nemohou být tělem použity. Proteolytické enzymy střeva je nemohou hydrolyzovat.

Další nevýhodou je, že při vysokých teplotách se může vytvořit potenciálně karcinogenní látka, jako je akrylamid.

Potraviny s organoleptickými vlastnostmi produktu Maillardovy reakce

V závislosti na koncentraci melanoidinů se barva může změnit ze žluté na hnědou nebo dokonce černou v následujících potravinách:

- Pečené maso.

- Smažená cibule.

- Pražená káva a kakao.

- Pečené zboží, jako je chléb, sušenky a koláče.

- Bramborové lupínky.

- Sladová whisky nebo pivo.

- Mléko sušené nebo kondenzované.

- Dulce de leche.

- Pražené arašídy.

Odkazy

1. Alais, C., Linden, G., Mariné Font, A. a Vidal Carou, M. (1990). Biochemie potravin.
2. Ames, J. (1998). Aplikace Maillardovy reakce v potravinářském průmyslu. Chemie potravin.
3. Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P. a Desnuelle, P. (1992). Úvod do biochimie a technologie.
4. Helmenstine A.M. "Maillardova reakce: Chemestry z hnědnutí potravin" (červen 2017) v: ThoughtCo: Science. Citováno dne 22. března 2018 z Thought.Co: thoughtco.com.
5. Larrañaga Coll, I. (2010). Kontrola potravin a hygiena.
6. Maillardova reakce. (2018) Získáno 22. března 2018 z Wikipedie
7. Tamanna, N. a Mahmood, N. (2015). Zpracování potravin a produkty Maillardovy reakce: Vliv na lidské zdraví a výživu. Mezinárodní žurnál vědy o potravinách.